多孔金属箔及其制备方法技术

本发明专利技术的多孔金属箔由以金属纤维构成的二维网状结构构成。该多孔金属箔具有优异的特性，能够以高生产性和低成本获得。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】 本申请是申请日为2010年6月25日、申请号为201080055009. 2、专利技术名称为"多 孔金属箔及其制备方法"的专利技术专利申请的分案申请。 相关申请的相互参照 该申请主张2009年12月4日提交的日本专利申请第2009-276649号的优先权，其全 部公开内容通过参照引入本说明书中。
本专利技术涉及。
技术介绍
近年来，作为移动电话、笔记本电脑等移动电子设备、电动车辆和混合动力车用的 蓄电设备，锂离子二次电池和锂离子电容器受到瞩目。作为这种蓄电设备的负极集电体，使 用了多孔金属箔，或者正在探讨使用多孔金属箔。这是因为使金属箔为多孔质具有如下优 点：可以减轻重量（由此可以改善汽车的燃料消耗），籍由活用了孔的锚定效果可以提高活 性物质的附着力，可以利用孔来有效进行锂离子的预掺杂（例如垂直预掺杂）等。 这种多孔金属箔的公知的制备方法例如有：（1)用绝缘性覆膜按希望的图案在基 材表面进行掩蔽，从其上方实施电解电镀，按照图案形成孔的方法；（2)使基材表面具有特 有的表面粗糙度或表面性状，从其上方实施电解电镀，控制成核的方法；（3)通过对无孔金 属箔进行蚀刻或机械加工来穿孔的方法；(4)通过对发泡金属或非织布进行电镀的手法形 成三维网状结构的方法等。 特别是，由于上述（2)的方法步骤比较简单，适合量产，故提出了各种技术方案。 例如，专利文献1中公开了通过对表面粗糙度Rz为〇. 8ym以下的阴极实施电解电镀来制 备微细开孔的金属箔的方法。 专利文献2中公开了通过阳极氧化法在由钛或钛合金构成的阴极体的表面形成 氧化覆膜，在阴极体的表面电析铜而形成多孔铜箔，从阴极体上剥离的方法。专利文献3中 公开了为了制备带有铝合金载体的开孔金属箔，通过蚀刻铝形成均匀的突出部分，将该突 出部分作为电析的核缓慢地使金属颗粒生长而连结的方法。 然而，通过这些技术获得的多孔金属箔，实际上由于担心作为箔的强度降低，未得 到足够高的开孔率。另外，长条制品的制备困难，阳极氧化法中若连续剥离，则氧化覆膜被 破坏，在多孔箔的剥离性与开孔率的稳定性方面存在问题。特别是，伴随着高性能化，希望 锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电设备的负极集电体有更高的开孔率。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平10-195689号公报； 专利文献2 :日本专利第3262558号公报； 专利文献3 :日本特开2005-251429号公报。
技术实现思路
本专利技术人此次发现，通过在形成有裂缝的某种剥离层上进行金属电镀，能够以高 生产性和低成本获得具有优异特性的多孔金属箔。 因此，本专利技术的目的在于：以高生产性和低成本获得具有优异特性的多孔金属箔。 即，本专利技术提供由以金属纤维构成的二维网状结构所构成的多孔金属箔。 本专利技术也提供多孔金属箔制品，其具有： 导电性基材， 设在上述导电性基材上的剥离层， 设在上述剥离层上的多孔金属箔， 上述剥离层能从上述多孔金属箔的上述剥离层上剥离。 本专利技术还提供多孔金属箔的制备方法，其包括下述步骤： 在导电性基材上形成剥离层，此时，使上述剥离层产生裂缝， 在上述剥离层上电镀能优先在上述裂缝析出的金属，沿上述裂缝使无数的金属颗粒生 长，由此形成由以金属纤维构成的二维网状结构所构成的多孔金属箔。【附图说明】 本专利技术的多孔金属箔的一个例子的示意顶视图；构成本专利技术的多孔金属箔的金属纤维的示意截面图；显示本专利技术的多孔金属箔的制备步骤的流程的图；例A2中，从正上方（倾斜角0度）观察到的、本专利技术的多孔金属箔的未与剥离 层接触的面的FE-SEM图像；例A2中，从斜上方（倾斜角45度）观察到的、本专利技术的多孔金属箔的未与剥 离层接触的面的FE-SEM图像；例A2中，从正上方（倾斜角0度）观察到的、本专利技术的多孔金属箔的与剥离层 接触的面的FE-SEM图像；例A2中，从斜上方（倾斜角45度）观察到的、本专利技术的多孔金属箔的与剥离 层接触的面的FE-SEM图像；显示将构成例A2中所得本专利技术的多孔金属箔的金属纤维垂直切断的切截面 的、以倾斜角60度观察到的SIM图像；显示在例A4中进行的拉伸强度试验中金属箔样品固定在固定夹具上的示意 图；例B2中，从正上方（倾斜角0度）观察到的、本专利技术的多孔金属箔的未与剥 离层接触的面的FE-SEM图像；例B2中，从正上方（倾斜角0度）观察到的、本专利技术的多孔金属箔的与剥离 层接触的面的FE-SEM图像。【具体实施方式】 多孔金属箔 图1显示本专利技术的多孔金属箔的一个例子的示意顶视图。如图1所示，本专利技术的多孔 金属箔10是由以金属纤维11构成的二维网状结构所构成的。该多孔金属箔10优选具有 3~80%、更优选5~60%、更加优选10~55%、进一步优选20~55%的开孔率。此处，开孔 率P(%)使用多孔金属箔的重量\在具有与多孔金属箔同等组成和尺寸的无孔金属箔的理 论重量Wn中所占的比率Wp/Wn，通过P= 100 - 定义。该理论重量Wn可如 下算出：测定所得多孔金属箔的尺寸，由测定的尺寸算出体积（即理论的无孔金属箔的体 积），用所得体积乘以制作的多孔金属箔的材质的密度。 这样，在本专利技术的多孔金属箔10中，即使提高开孔率，通过遍布为二维网状的无 数的金属纤维11也可以表现高强度。因此，可以不必担心强度降低，将开孔率提高到以 往未达到的水平。例如，多孔金属箔10的通过后述测定方法测定的拉伸强度可以优选为 10N/10mm以上，更加优选为15N/10mm以上，由此可以有效地防止多孔金属箔的断裂。不过， 在多孔金属箔带有载体的状态下处理时，拉伸强度低于上述范围也没有问题。这种情况下， 可不必担心拉伸强度，将开孔率提高到极限水平。 优选多孔金属箔10具有3~40ym的厚度，更优选为3~30ym，更加优选为5~ 25ym，进一步优选为10~20ym，最优选为10~15ym。在该范围内，则高开孔率与高强度 的平衡性优异。由于本专利技术的多孔金属箔是由以金属纤维构成的二维网状结构所构成的， 多孔金属箔的厚度相当于金属纤维的最大截面高度。这种厚度优选通过使用大于多孔金属 箔的孔尺寸的测头的市售的膜厚测定装置测定。 金属纤维11为金属制的纤维，使用的金属根据目标用途适当决定即可，没有特别 限定。优选的金属含有选自铜、铝、金、银、镍、钴、锡的至少一种。此处，"含有"意味着：是 主要含有上面列举的金属元素的金属或合金即可，其余部分允许含有其他金属元素或不可 避免的杂质，更优选金属或合金的50重量％以上由上面列举的金属元素构成的含义，典型 例子有由上面列举的金属元素和不可避免的杂质构成的金属或合金。该定义同样适用于下 文就金属而记载的相同表述。这些金属中，适合锂离子二次电池、锂离子电容器等蓄电设备 的负极集电体的金属或合金是含有选自铜、铜合金、镍、钴和锡的至少一种的金属或合金， 更优选为铜。特别优选二维网状结构具有起因于基材表面形成的裂缝的不规则形状。 金属纤维11的纤维直径优选为5~80ym，更优选为5~50ym，更加优选为8~ 30ym，最优选为10~20ym。需说明的是，"纤维直径"定义为从正上方观察多孔金属箔时 纤维11的宽度（粗度），可以使用电场放射型扫描电子显微镜（FE-SEM)、扫描离子显微镜 (SIM)等测定。若本文档来自技高网...

【技术保护点】
多孔金属箔，其由以金属纤维构成的二维网状结构构成。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：松永哲广，渡边肇，西川丞，佐藤哲朗，
申请(专利权)人：三井金属矿业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP